崇左市节能监察中心 广西崇左 532200
摘要：旋耕一体机一次性作业可完成旋耕、碎土、覆土收后播前全套整地工序，减少机具进地次数、节约农时和提高作业效率。由于其多步整地工序均需消耗动力，因此，整机各关键部件设计均围绕减阻减耗，分析各关键部件配合参数对整机功耗的影响。随着国家经济的发展、科学技术的进步、农业实现现代化，农业生产过程中现代化农具成为生产必不可少的工具，因此，能否正确的使用现代化农具成为影响生产效率的重要因素，对旋耕一体机的正确使用成为值得我们探讨的问题，本文对旋耕一体机关键部件设计与试验进行探讨，并提出了可行的调整技巧。
关键词：旋耕一体机；关键部件；试验
1工作原理分析
旋耕一体机工作时与轮式拖拉机配套，拖拉机动力输出轴通过传动装置将动力传递于切茬机构与旋耕机构，驱动其旋转作业，首先切茬机构高速反旋将地表上方残茬切碎抛撒，旋耕机构反旋作业完成翻土、碎土，切断地表下方残茬，并将切碎残茬与土壤混合，旋耕机构作业抛出土壤与碎土栏栅碰撞，完成碎土并落在地表，覆土辊在机器拖动下平整土壤，完成全套整地过程。
2一体机整体结构
旋耕一体机结构主要由悬挂机构、机架、传动装置、切茬机构、旋耕机构、碎土栅、覆土辊组成，主要工作部件从前进方向向后排布顺序依次为切茬机构、旋耕机构、碎土栅、覆土辊，拖拉机动力输出轴通过万向节将动力传递于中央齿轮箱，中央齿轮箱再将动力传递于两侧，分别通过两侧传动齿轮箱驱动切茬机构与旋耕机构。
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图1旋耕一体机结构
1-机架，2-悬挂机构，3-覆土辊，4-碎土栅，5-旋耕机构，6-传动装置，7-切茬机构
3关键部件设计
旋耕刀是旋耕一体机旋耕机构核心部件，旋耕刀在后作业，因此其作业时具有地表无残茬，地表下根茬密度大特点，针对此特点，为减小旋耕阻力，需在传统旋耕刀基础上重新作减阻减耗改进设计。旋耕刀改进设计基础回转半径260cm，满足切茬时对残茬覆盖范围。旋耕刀作业耗能主要由切土与切茬产生，主要受侧切刃与正切刃刃口曲线影响。本机节能型旋耕刀侧切刃刃口曲线仍采用等径螺旋线设计，根据作业特点，重新设计其起点极径、极角与起点极角。旋耕一体机完成安装后不能立即使用，需要先进行试用，试用过程也是对旋耕一体机具体情况进行深入了解的过程。使用旋耕一体机前需要对耕刀、螺栓、锁销进行安全性检查，确保所有部件都安装正确，不会出现安全性问题；发现零件问题时要及时进行处理。在确保每个零件安装妥善后，缓慢让旋耕一体机进行正常工作，使其低速旋转，这个过程是要看旋耕一体机各个零件是否能够正常运作。如果旋耕一体机属于链条传动需要对链条情况进行排查，从紧张程度进行确认，防止链条过于紧张出现磨损或断裂。另外，在试用过程中要对具体的情况进行排查。根据具体的土壤情况确定拖拉机在运作时候的档位，对旱地进行耕作时速度不宜过快。同时在确定旋耕机刀轴转速时，在旱地或者阻力较大的地方进行工作时刀轴转速可以相对较低，在阻力较小的土壤进行工作可以将转速调的稍高一些。圆盘切茬刀是切茬机构关键作业部件，其半径Rc设计需考虑旋耕刀作业工况，切茬刀半径过小不宜切碎秸秆，过大则线速度增大，增加切茬功耗增加抛茬距离，若抛茬距离过大则残茬会干涉后侧旋耕刀作业，增加旋耕刀功耗，甚至发生缠草现象。切茬刀半径与切茬刀轴转速和切茬刀圆周线速度有关，为避免切茬齿切茬时缠草增加作业功耗，切茬齿设计为四棱锥型，保证秸秆在刃口处以滑切方式被切断。
4旋耕一体机的设计调整
4.1耕地深度的调整
旋耕一体机进行工作时需要对耕地深度进行实时把握，但是在调整过程中需要对不同类型的旋耕一体机采用不同的方法。使用手扶式拖拉机进行耕地作业时，耕地的深度由尾轮、滑撬等机件进行控制。进行调整时需要放开摸紧手柄，使外管移动，这样就能对尾轮进行调整。对于轮式拖拉机，可以借助旋转手柄进行调整。轮式拖拉机进行工作时，一般是通过液压调节手柄或限深滑板来对工作深度进行控制。一般来说，耕地深度与刀盘直径、旋耕一体机运作速度也有关系，所以可以通过选择刀盘直径、控制旋耕一体机的工作速度来对耕地深度进行调整。
4.2轮距的调整
旋耕一体机进行工作时，一般需要借助拖拉机来进行工作，但是拖拉机的轮距情况会对旋耕一体机的工作质量造成影响，轮子过于紧密会造成土地压实，所以需要对拖拉机的轮距进行合理的调整。在对拖拉机轮距进行调整过程中，要确保轮距对旋耕一体机工作不会造成阻碍，不会对土地造成压实。
4.3碎土性能调整
旋耕一体机的碎土性能会很大程度上影响旋耕一体机的工作质量。一般来说，旋耕一体机碎土性能与拖拉机速度及刀具的速度紧密相关。如果在保证刀具速度不变的前提下，拖拉机速度越快则碎土效果越差；如果降低拖拉机速度则碎土效果会变好。一般对碎土情况进行调节的方法是对平土拖板进行调整，通过拖板位置的改变来对碎土情况进行把握。
5机器关键配合参数设计
5.1关键配合参数确定
旋耕一体机关键作业部件为节能型旋耕刀，其他部件配合作业，圆盘切茬刀为其切除地表残茬，减小其滑切阻力，但圆盘切茬刀距离旋耕刀横向距离过小，使切断残茬过多抛向旋耕刀，造成旋耕刀缠草与拥堵，增加作业阻力，过大增加整体机器长度，提高机器重量、降低机器平衡性；碎土栅根部距离旋耕刀横向距离过小，缩短土壤与碎土栅碰撞时间，碎土不均匀，过大增加整机长度，增加作业能耗。
5.2试验方法
试验因素为切茬刀辊中心点至旋耕刀辊中心点横向距离及碎土栅根部至旋耕刀辊中心点横向距离，考虑机组整体长度，两参数范围应在450≤L1≤650mm、150≤L2≤250mm，试验时将试验因素在参数范围内均分为5个水平值，作单因素试验，分析机器作业阻力，作业阻力通过EDEM软件受力分析模块得出，分析时将整机作为geometry整体，得出整机平均作业阻力。每组试验水平重复3次，结果取平均值。
6结论
与整机相比，无显著差异，这是由于去除覆土辊后，减小整机作业阻力，功耗无显著差异。说明安装圆盘切茬刀后未增加整机功耗，这是由于圆盘切茬刀在旋耕刀作业前已将地表上方根茬切碎，使旋耕刀入土时正切刃与侧切刃能够直接与土壤相接触，更容易切开土表，减小切土阻力，避免根茬对旋耕刀缠绕，因此圆盘切茬刀作业为整机减小功耗可与自身作业功耗抵消，说明圆盘切茬刀自身结构、与节能型旋耕刀之间配合参数设计合理。旋耕一体机各关键部件及其配合参数设计达到降低整机作业功耗目的。满足行业作业质量标准，可保证作业质量。
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